三极管分压偏置放大电路.doc

三极管分压偏置放大电路一、实习目的1、让学生学会通过测电压、电流来分析三极管的工作状态。2、熟悉各种仪器仪表的使用。3、掌握三极管电路故障的排除方法。4、熟练掌握面包板的使用。二、实习材料和仪器1、实习仪器双踪示波器 交流毫伏表 万用表 函数信号发生器2、材料清单材料名称编号型号电阻R110K电阻R25.1K电阻R33K电阻R41K电位器Rp100K三极管V9013电解电容C110uF电解电容C210uF电解电容C2100uF三、实习内容1、 实习电路图2、 原理分析(1) 分压式偏置电路电源通过电阻R1、R2分压，给三极管V1的发射极提供合适的正向偏置，又给基极提供一个合适的基极电流。基极回路电阻既和电源配合，使电路有合适的基极电流，又保证在输入信号作用下，基极电流能作相应的变化。若基极分压电阻R1=0，则基极电压恒定等于电源电压，基极电流就不会发生变化，电路就没有放大作用。R丑与R2构成一个固定的分压电路，达到稳定放大器工作点的作用。在电路中，Rl被称为上偏置电阻，R2被称为下偏。电源通过集电极电阻R3给集电极加上反向偏压，使三极管工作在放大区(只有当三极管的集电极处于反向偏置，发射极处于正向偏置，三极管才能工作在放大区)，同时电源也给输出信号提供能量。集电极电阻R3的作用是把放大了的集电极电流的变化转化为集电极电压的变化，然后输出(实际上就是把三极管的电流放大转化为电压放大，从而使三极管放大电路具有电压放大能力)。若集电极电阻R3=0，则输出电压恒定等于电源电压，电路失去电压放大作用。电容C1和C3分别为输入与输出隔直电容，又称耦合电容。C1、C3使放大器与前后级电路互不影响，同时又起交流耦合作用，让交流信号顺利通过。为避免交流信号电压在发射极电阻R4上产生压降，造成放大电路电压放大倍数下降，常在R4的两端并联一个电容(C2)。只要C2的容量足够大，对交流分量就可视作短路。C2称为发射极交流旁路电容。(2) 固定式偏置电路图中，R1为偏置电阻，为V1管基极提供基极电流，R3为集电极负载电阻，R4为发射极负反馈电阻。C3为发射极旁路电容。(3) 三极管放大电路的分析 当没有信号输入到放大电路时，放大电路中各处的电压、电流是不变的直流，这时称电路的状态为直流状态或静止工作状态，简称静态。静态时，三极管具有固定的基极电流、偏压、集电极电流和集电极电压，称为直流工作点或静态工作点。当输入交流信号后(注意：控制信号通常是直流控制电压)，电路中各处的电压、电流是变动的，这时电路处于交流状态或动态工作状态，放大电路中各处的电压、电流是随输入信号的变化而变化的。对于共发射极放大电路，当放大电路无信号输入时，三极管电路各处的电压电流不变，当有输入信号进入，且在信号的正半周时，信号电压叠加在基极电压上，基极电压上升，基极电流上升，使三极管的集电极电流以一定的倍数增长。集电极电流的增大使集电极电阻上的电压降增大，导致集电极电压下降。当信号处于负半周时，信号电压使基极电压下降，基极电流下降，使三极管的集电极电流也急剧下降。集电极电流的减小使集电极电阻上的电压降减小，导致集电极电压增大。由于集电极电流的变化量比基极电流的变化量大，所以集电极电压的变化量也比基极电压的变化量大，从而使基极信号被放大输出。对于共集电极和共基极电路的分析，这里不再介绍。在进行三极管放大电路分析时，要注意三极管的偏压(硅材料的三极管的基极偏压在0.65V左右，锗材料的三极管的基极偏压在0.2V左右)。而集电极电压通常接近相应的电源电压。通过测量这些电压，就基本上可以判断三极管是否能比较正常地工作。3、 实训内容（1）静态工作点的测试 调节电位器Rb1用万用表测试三极管三个极的电压，并同时测量三个极的电流，最后对测量的数据进行分析得出三极管在不同的工作状态下三个极之间的电压和电流关系。 用函数信号发生器产生一个低频信号（如Ui=10V，fi=1000Hz）加到输入端，然后再输出端接示波器观察波形，如果输出波形顶部被压缩，表明出现截止失真，说明静态工作点偏低，应增加IBQ ，即把Rb1调小。如果输出波形底部被削波，称为饱和失真，说明静态工作点偏高，应调小IBQ，即把Rb1调大。 （2）动态测试 测试图 放大器的性能指标主要包括输入电阻Ri、输出电阻Ro、电压放大倍数Au、频率响应（通频带）f(BW). 输入电阻 测试图： 输出电阻Ro= 测试图： （3）常见故障排除 可以在实习，在做出来的电路中设置一下故障，并用仪器进行测量，为后面所搭电路的维修奠定基础。故 障故 障 现 象Rb1开路，V截止，输出信号严重失真Rb2开路上升， 上升，V饱和，信号负半轴被切割RC开路，无输出信号Re开路，无输出信号C1开路工作点正常，无信号输出，C1左端有信号，右端无信号C2开路工作点正常，无信号输出，C2左端有信号，右端无信号故 障故 障 现 象C3开路增益明显下降，输出幅度下降C3、C1、 C2值变小低频特性变差，频带